電水解用三氧化鎢/二氧化鎢複合材料

三氧化鎢是一種重要的n型半導體氧化物，被廣泛應用於化學感測器、光催化、能量轉化體系等領域，WO₃作為負極材料時，在充電/放電過程中其結構和體積會發生較大的變化，破壞電極材料的穩定性，導致機械粉碎以及活性物質與集電體失去電子間的聯繫，最終使得電極的迴圈性能下降，而且由於各種因素的限制，實際的容量往往低於理論容量。

為克服現有技術中存在的問題，研究人員制出一種可作鋰離子電池負極的三氧化鎢/二氧化鎢複合材料,其製備方法包括以下步驟：

1)配製0.5M的C₆H₈O₇•H₂O蒸餾水溶液，0.5M的Na₂WO₄•2H₂O蒸餾水溶液。

2)將上述溶液按體積比C₆H8O₇•H₂O:Na₂WO₄•2H₂O＝2:1的比例混合，在25℃下攪 拌15min。

3)用濃度為2M的HCl溶液調節上述混合溶液的pH＝1。

4)將混合均勻的溶液倒入聚四氟乙烯內襯高壓水熱反應釜中，保持體積填充比在40％。

5)將密封好的反應釜放入均相水熱反應儀中，設置溫度參數為160℃，反應時間為28h。

6)反應結束後冷卻至室溫，將最終反應物離心分離後，分別用去離子水和無水乙醇各洗滌3次。將離心、洗滌後的粉體物質放入60℃真空烘箱中乾燥10h，即獲得最終產物。

據電水解測試，100mA/g的電流密度下迴圈500次，庫倫效率可達95％。其特徵在於：通過檸檬酸的還原作用，將鎢源部分還原，使得具有較高的理 論容量但迴圈性能差的三氧化鎢和理論容量較低的二氧化鎢複合，由於二氧化鎢晶格中的氧空位缺陷以及晶體內部較強的金屬-金屬鍵，因此，二氧化鎢(WO₂)具有金屬電導性(電子電導率約為3.5×102S/cm)，利用二氧化鎢的金屬導電性，將其作為導電氧化物與WO₃複合，解決三氧化鎢在迴圈過程中存在較大的體積變化的問題；從而提高比容量，減小迴圈過程中的體積變化，提高WO₃的放電比容量，並降低WO₃的 電荷轉移電阻，使三氧化鎢達到能量轉換標準。

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